JPH08312376A - ガスタービンダクト構造 - Google Patents
ガスタービンダクト構造Info
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- JPH08312376A JPH08312376A JP8145104A JP14510496A JPH08312376A JP H08312376 A JPH08312376 A JP H08312376A JP 8145104 A JP8145104 A JP 8145104A JP 14510496 A JP14510496 A JP 14510496A JP H08312376 A JPH08312376 A JP H08312376A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 タービンの周りに配置された複数の燃焼室か
らタービンブレード構造体を含む環状通路へ燃焼ガスを
供給するためのガスダクト構造であって、燃焼室と環状
通路との結合部からの作動ガスの漏れを最少限にするガ
スダクト構造を提供すること。 【解決手段】 各燃焼室（５）は、その円筒形燃焼室
（内側室壁９と外側スリーブ１１）の短い長さの一部分
と、該一部分から一体に延長した環状ダクト（内側環状
ダクト壁２５と外側環状ダクト壁２７）の１セクション
から成る遷移ダクトセクションを有する。４つの燃焼室
（５）の４つの遷移ダクトセクションが組み合わさって
完全な環状体を構成し、環状のタービンブレード構造体
即ちノズルガイドベーン（８５）にクランプによって締
着される。
らタービンブレード構造体を含む環状通路へ燃焼ガスを
供給するためのガスダクト構造であって、燃焼室と環状
通路との結合部からの作動ガスの漏れを最少限にするガ
スダクト構造を提供すること。 【解決手段】 各燃焼室（５）は、その円筒形燃焼室
（内側室壁９と外側スリーブ１１）の短い長さの一部分
と、該一部分から一体に延長した環状ダクト（内側環状
ダクト壁２５と外側環状ダクト壁２７）の１セクション
から成る遷移ダクトセクションを有する。４つの燃焼室
（５）の４つの遷移ダクトセクションが組み合わさって
完全な環状体を構成し、環状のタービンブレード構造体
即ちノズルガイドベーン（８５）にクランプによって締
着される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンにお
いて複数の燃焼室からタービンを駆動するためのタービ
ンブレードへ燃焼ガスを供給するためのガスダクト構造
に関する。
いて複数の燃焼室からタービンを駆動するためのタービ
ンブレードへ燃焼ガスを供給するためのガスダクト構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなダクト構造体は周知であり、
そのようなガスダクト構造を用いたガスタービンの一例
が図１に示されている。簡単に説明すると、このガスタ
ービンは、一連のタービンコンプレッサ段（以下、単に
「コンプレッサ」とも称する）３と、コンプレッサ３へ
通じる吸気口（空気取入口）１と、タービン軸の周りに
配置され、各々燃料噴射器７によって燃料を供給される
４つの燃焼室５を備えている。コンプレッサタービンか
らの圧縮空気は、燃焼室５に主としてその後端の燃料噴
射器７の周りから流入するが、冷却用空気が燃焼室５の
側壁を通して流入し冷却用空気も燃焼過程に参加する。
燃焼室５は、二重壁であり、燃焼過程によって生じた燃
焼ガスを収容する内側室壁９と、内側室壁９から僅かな
間隙を置いて設けられた外側スリーブ１１を有してい
る。外側スリーブ１１は、多数の小孔を有しており、そ
れらの孔を通して細い空気ジェットが衝撃冷却目的のた
めに内側室壁９に向けて吹付けられる。
そのようなガスダクト構造を用いたガスタービンの一例
が図１に示されている。簡単に説明すると、このガスタ
ービンは、一連のタービンコンプレッサ段（以下、単に
「コンプレッサ」とも称する）３と、コンプレッサ３へ
通じる吸気口（空気取入口）１と、タービン軸の周りに
配置され、各々燃料噴射器７によって燃料を供給される
４つの燃焼室５を備えている。コンプレッサタービンか
らの圧縮空気は、燃焼室５に主としてその後端の燃料噴
射器７の周りから流入するが、冷却用空気が燃焼室５の
側壁を通して流入し冷却用空気も燃焼過程に参加する。
燃焼室５は、二重壁であり、燃焼過程によって生じた燃
焼ガスを収容する内側室壁９と、内側室壁９から僅かな
間隙を置いて設けられた外側スリーブ１１を有してい
る。外側スリーブ１１は、多数の小孔を有しており、そ
れらの孔を通して細い空気ジェットが衝撃冷却目的のた
めに内側室壁９に向けて吹付けられる。
【０００３】相当な圧力下にある燃焼ガスは、燃焼室５
の出口領域１３から流出し、コンプレッサタービン１５
の固定ブレード（静翼）及び回転ブレード（動翼）を通
って流れ、コンプレッサタービン１５の軸と共通の軸を
介してコンプレッサ３を駆動する。燃焼ガスは、コンプ
レッサタービン１５からパワー（発電）タービン１７へ
と駆動され、排気口１９を通して排出される。
の出口領域１３から流出し、コンプレッサタービン１５
の固定ブレード（静翼）及び回転ブレード（動翼）を通
って流れ、コンプレッサタービン１５の軸と共通の軸を
介してコンプレッサ３を駆動する。燃焼ガスは、コンプ
レッサタービン１５からパワー（発電）タービン１７へ
と駆動され、排気口１９を通して排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】環状のタービンブレー
ド構造によって構成される、コンプレッサタービン１５
の固定及び回転ブレード（以下、単に「タービンブレー
ド」又は「ブレード」とも称する）を通る通路への入口
は、ガス漏れを最少限にするような態様で燃焼室５の出
口に連結しなければならない。本発明は、この問題を解
決することを課題とする。
ド構造によって構成される、コンプレッサタービン１５
の固定及び回転ブレード（以下、単に「タービンブレー
ド」又は「ブレード」とも称する）を通る通路への入口
は、ガス漏れを最少限にするような態様で燃焼室５の出
口に連結しなければならない。本発明は、この問題を解
決することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、燃焼ガスを複数の燃焼室から環状のター
ビンブレード構造体に対面する環状ダクトへその円周の
周りの複数の部位で供給するためのガスタービン用ガス
ダクト構造であって、各燃焼室は、前記環状ダクトの一
部分と一体にされた該燃焼室の一部分から成る遷移ダク
トセクションを有し、それらの燃焼室の遷移ダクトセク
ションは、クランプ部材によって互いに位置ぎめされて
相互に結合され、かつ、環状のキャリア手段に固定され
ており、遷移ダクトセクション間の相互結合部からの作
動ガスの漏れを防止するために該各クランプ部材にシー
ルが担持されていることを特徴とするガスダクト構造を
提供する。
に、本発明は、燃焼ガスを複数の燃焼室から環状のター
ビンブレード構造体に対面する環状ダクトへその円周の
周りの複数の部位で供給するためのガスタービン用ガス
ダクト構造であって、各燃焼室は、前記環状ダクトの一
部分と一体にされた該燃焼室の一部分から成る遷移ダク
トセクションを有し、それらの燃焼室の遷移ダクトセク
ションは、クランプ部材によって互いに位置ぎめされて
相互に結合され、かつ、環状のキャリア手段に固定され
ており、遷移ダクトセクション間の相互結合部からの作
動ガスの漏れを防止するために該各クランプ部材にシー
ルが担持されていることを特徴とするガスダクト構造を
提供する。
【０００６】前記各燃焼室は、燃焼過程によって生じた
燃焼ガスを収容する内側室壁と、衝撃冷却目的のための
多数の小孔を有する外側スリーブとの二重壁で構成する
ことができる。前記環状ダクトは、内側環状ダクト壁と
外側環状ダクト壁とで構成し、前記各遷移ダクトセクシ
ョンは、前記内側環状ダクト壁の１セクションと一体に
された前記内側室壁の１セクションと、前記外側環状ダ
クト壁の１セクションと一体にされた前記外側スリーブ
の１セクションとで構成することができる。前記各クラ
ンプ部材には、該各クランプ部材を前記環状ダクトの隣
接するセクションの内側環状ダクト壁に対して密封する
シールと、該各クランプ部材を該環状ダクトの隣接する
セクションの外側環状ダクト壁に対して密封するシール
を担持させることができる。
燃焼ガスを収容する内側室壁と、衝撃冷却目的のための
多数の小孔を有する外側スリーブとの二重壁で構成する
ことができる。前記環状ダクトは、内側環状ダクト壁と
外側環状ダクト壁とで構成し、前記各遷移ダクトセクシ
ョンは、前記内側環状ダクト壁の１セクションと一体に
された前記内側室壁の１セクションと、前記外側環状ダ
クト壁の１セクションと一体にされた前記外側スリーブ
の１セクションとで構成することができる。前記各クラ
ンプ部材には、該各クランプ部材を前記環状ダクトの隣
接するセクションの内側環状ダクト壁に対して密封する
シールと、該各クランプ部材を該環状ダクトの隣接する
セクションの外側環状ダクト壁に対して密封するシール
を担持させることができる。
【０００７】前記環状のキャリア手段は、前記環状ダク
トの開口と合致する環状の間隙を間に画定する内側キャ
リア部材と外側キャリア部材とで構成することができ、
内側キャリア部材には、該環状ダクトと前記環状のター
ビンブレード構造体との間の内側結合部を密封する環状
のシール手段を担持させ、外側キャリア部材には、該環
状ダクトと環状のタービンブレード構造体との間の外側
結合部を密封する環状のシール手段を担持させることが
できる。
トの開口と合致する環状の間隙を間に画定する内側キャ
リア部材と外側キャリア部材とで構成することができ、
内側キャリア部材には、該環状ダクトと前記環状のター
ビンブレード構造体との間の内側結合部を密封する環状
のシール手段を担持させ、外側キャリア部材には、該環
状ダクトと環状のタービンブレード構造体との間の外側
結合部を密封する環状のシール手段を担持させることが
できる。
【０００８】このダクト構造は、更に、前記各キャリア
部材に取り付けられ、前記環状ダクトを位置ぎめする内
側及び外側環状プレート部材を含むものとすることがで
き、それらのプレート部材は、前記クランプ部材の固定
手段と共通の固定手段によって前記キャリア部材に固定
することができる。前記シール手段は、それぞれの対応
するキャリア部材と環状プレート部材との間に締着（ク
ランプ）することができる。
部材に取り付けられ、前記環状ダクトを位置ぎめする内
側及び外側環状プレート部材を含むものとすることがで
き、それらのプレート部材は、前記クランプ部材の固定
手段と共通の固定手段によって前記キャリア部材に固定
することができる。前記シール手段は、それぞれの対応
するキャリア部材と環状プレート部材との間に締着（ク
ランプ）することができる。
【０００９】前記外側環状プレート部材は、前記クラン
プ部材の固定手段と共通の固定手段によってそれぞれ内
側及び外側キャリア部材に固定される内側及び外側フラ
ンジを有するものとすることができる。前記内側室壁に
設けられた耳部材を前記外側環状ダクト壁の内側及び外
側フランジとそれぞれ対応する前記環状プレート部材の
内側及び外側フランジとの間に捕捉することができる。
それらの耳部材は、内側室壁の、前記環状ダクトの平面
に平行な方向への膨脹を許すような態様に捕捉されるこ
とが好ましい。前記内側及び外側環状プレート部材は、
それらの互いに対面する縁に前記耳部材を位置ぎめする
ための衝接面を呈するフランジを備えたものとすること
ができる。
プ部材の固定手段と共通の固定手段によってそれぞれ内
側及び外側キャリア部材に固定される内側及び外側フラ
ンジを有するものとすることができる。前記内側室壁に
設けられた耳部材を前記外側環状ダクト壁の内側及び外
側フランジとそれぞれ対応する前記環状プレート部材の
内側及び外側フランジとの間に捕捉することができる。
それらの耳部材は、内側室壁の、前記環状ダクトの平面
に平行な方向への膨脹を許すような態様に捕捉されるこ
とが好ましい。前記内側及び外側環状プレート部材は、
それらの互いに対面する縁に前記耳部材を位置ぎめする
ための衝接面を呈するフランジを備えたものとすること
ができる。
【００１０】各クランプ部材は、サドルの形とすること
ができ、サドルの各端は、前記環状プレート部材によっ
て位置ぎめされるように対応する環状プレート部材に形
成された孔を貫通して対応するキャリア部材に座着する
第１表面と、該環状プレート部材に座着し、前記外側環
状ダクト壁の隣接するフランジを円周方向でみて位置ぎ
めするための衝接縁を有する第２表面と、該外側環状ダ
クト壁の隣接するフランジに座着する２つの第３表面を
有するものとすることができる。各クランプ部材には、
前記内側環状ダクト壁のセクション間の間隙に対面する
熱シールド（遮蔽部材）を設けることができる。
ができ、サドルの各端は、前記環状プレート部材によっ
て位置ぎめされるように対応する環状プレート部材に形
成された孔を貫通して対応するキャリア部材に座着する
第１表面と、該環状プレート部材に座着し、前記外側環
状ダクト壁の隣接するフランジを円周方向でみて位置ぎ
めするための衝接縁を有する第２表面と、該外側環状ダ
クト壁の隣接するフランジに座着する２つの第３表面を
有するものとすることができる。各クランプ部材には、
前記内側環状ダクト壁のセクション間の間隙に対面する
熱シールド（遮蔽部材）を設けることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、添付図を参照して本発明
のガスダクト構造の一実施形態を例として説明する。添
付図に示された本発明が対象とするタービンには、４つ
の燃焼室５と、それらに接続された４つの遷移ダクトセ
クションが設けられている。各遷移ダクトセクション
は、特に図２に示されるように、燃焼室５の出口部分２
１と、タービンブレード構造体へ燃焼ガス（以下、単に
「ガス」とも称する）を供給する環状ダクトの１セクシ
ョン２３とで構成される。遷移ダクトセクションは、図
２にみられるように、ホーンの形をしているので「ホー
ン」とも称される。
のガスダクト構造の一実施形態を例として説明する。添
付図に示された本発明が対象とするタービンには、４つ
の燃焼室５と、それらに接続された４つの遷移ダクトセ
クションが設けられている。各遷移ダクトセクション
は、特に図２に示されるように、燃焼室５の出口部分２
１と、タービンブレード構造体へ燃焼ガス（以下、単に
「ガス」とも称する）を供給する環状ダクトの１セクシ
ョン２３とで構成される。遷移ダクトセクションは、図
２にみられるように、ホーンの形をしているので「ホー
ン」とも称される。
【００１２】遷移ダクトセクション（単に「遷移ダク
ト」とも称する）は、図２には燃焼室５の内側室壁９だ
けしか示されていないが、燃焼室５自体から延長した二
重壁であり、遷移ダクトを構成する燃焼室のこの延長部
分即ち出口部分２１の内側室壁９は、環状ダクトの内側
環状ダクト壁（「内側環状ダクト」とも称する）２５と
一体にされ、遷移ダクトを構成する燃焼室５の延長部分
２１の外側スリーブ１１は、図５に示されるように環状
ダクトの外側環状ダクト壁（「外側環状ダクト」とも称
する）２７と一体にされている。外側環状ダクト壁２７
（即ちスリーブ１１の延長部分）は、内側フランジ２９
と外側フランジ３１（図４、５及び７参照）を有してお
り、それらのフランジを介して遷移ダクトが後述する支
持キャリアリングにボルト止めされる。遷移ダクトの内
側室壁９は、図７に示されるように外側スリーブ１１の
フランジに係合する耳片３３（図２及び７参照）によっ
て支持される。
ト」とも称する）は、図２には燃焼室５の内側室壁９だ
けしか示されていないが、燃焼室５自体から延長した二
重壁であり、遷移ダクトを構成する燃焼室のこの延長部
分即ち出口部分２１の内側室壁９は、環状ダクトの内側
環状ダクト壁（「内側環状ダクト」とも称する）２５と
一体にされ、遷移ダクトを構成する燃焼室５の延長部分
２１の外側スリーブ１１は、図５に示されるように環状
ダクトの外側環状ダクト壁（「外側環状ダクト」とも称
する）２７と一体にされている。外側環状ダクト壁２７
（即ちスリーブ１１の延長部分）は、内側フランジ２９
と外側フランジ３１（図４、５及び７参照）を有してお
り、それらのフランジを介して遷移ダクトが後述する支
持キャリアリングにボルト止めされる。遷移ダクトの内
側室壁９は、図７に示されるように外側スリーブ１１の
フランジに係合する耳片３３（図２及び７参照）によっ
て支持される。
【００１３】図３は、タービンの軸線に沿ってみた図で
あり、クランプ部材３５によって所定位置に固定された
１つの遷移ダクトを示す。遷移ダクトのための主たる支
持は、その環状ダクトの内側と外側に１つづつ設けられ
た２つの支持キャリアリング３７，４７によって与えら
れる。キャリアリング３７，４７は、図４に明示されて
いる。内側キャリアリング３７は、プラットホーム部分
３９と、プラットホーム部分３９から半径方向外方に延
長した段部分４１と、プラットホーム部分３９から半径
方向内方に、ガスの流れ方向でみて上流方向に延長した
スカート４５を有する。遷移ダクトは、キャリアリング
３７のプラットホーム部分３９にボルト止めされる。キ
ャリアリング３７の段部分４１は、後述する環状ブラシ
シール組立体４３を受容する。スカート４５は、キャリ
アリングに相当な強度と剛性を付与する。
あり、クランプ部材３５によって所定位置に固定された
１つの遷移ダクトを示す。遷移ダクトのための主たる支
持は、その環状ダクトの内側と外側に１つづつ設けられ
た２つの支持キャリアリング３７，４７によって与えら
れる。キャリアリング３７，４７は、図４に明示されて
いる。内側キャリアリング３７は、プラットホーム部分
３９と、プラットホーム部分３９から半径方向外方に延
長した段部分４１と、プラットホーム部分３９から半径
方向内方に、ガスの流れ方向でみて上流方向に延長した
スカート４５を有する。遷移ダクトは、キャリアリング
３７のプラットホーム部分３９にボルト止めされる。キ
ャリアリング３７の段部分４１は、後述する環状ブラシ
シール組立体４３を受容する。スカート４５は、キャリ
アリングに相当な強度と剛性を付与する。
【００１４】外側キャリアリング４７は、外側キャリア
リングのものと同様のプラットホーム部分４９と、プラ
ットホーム部分４９から半径方向外方に延長したスカー
ト５１と、プラットホーム部分から半径方向内方に延長
した段部分５３を有する。キャリアリング４７のプラッ
トホーム部分４９に環状ダクトのフランジ３１がボルト
止めされる。キャリアリング４７の段部分５３は、内側
キャリアリングの環状ブラシシール組立体４３と補完関
係をなす環状ブラシシール組立体５５を受容する。スカ
ート５１は、キャリアリングに強度と剛性を付与する。
リングのものと同様のプラットホーム部分４９と、プラ
ットホーム部分４９から半径方向外方に延長したスカー
ト５１と、プラットホーム部分から半径方向内方に延長
した段部分５３を有する。キャリアリング４７のプラッ
トホーム部分４９に環状ダクトのフランジ３１がボルト
止めされる。キャリアリング４７の段部分５３は、内側
キャリアリングの環状ブラシシール組立体４３と補完関
係をなす環状ブラシシール組立体５５を受容する。スカ
ート５１は、キャリアリングに強度と剛性を付与する。
【００１５】環状ダクトの外側環状ダクト壁２７のフラ
ンジ２９，３１は、それぞれ内外キャリアリングのプラ
ットホーム３９，４９にボルト止めされるが、その固定
は、内側及び外側中間クランププレート５７，５９を介
してなされる。各中間クランププレート５７，５９（図
４及び５参照）は、途切れのない連続した部材である
が、環状ダクトの隣接するセクション間の結合部に対応
する部位に切欠部又は開口６１，６３を有している。
ンジ２９，３１は、それぞれ内外キャリアリングのプラ
ットホーム３９，４９にボルト止めされるが、その固定
は、内側及び外側中間クランププレート５７，５９を介
してなされる。各中間クランププレート５７，５９（図
４及び５参照）は、途切れのない連続した部材である
が、環状ダクトの隣接するセクション間の結合部に対応
する部位に切欠部又は開口６１，６３を有している。
【００１６】図６を参照すると、図４の組立体を作るた
めに図５の遷移ダクトセクションに組みつけるためのク
ランプ部材３５が詳細に示されている。クランプ部材３
５は、ほぼサドルの形をなしており、その両端に円周方
向のブロック６５，６７を有している。各ブロック６
５，６７は、高さの異なる３つの表面Ａ，Ｂ，Ｃを有す
る。最も高い表面である第１表面Ａは、内側中間クラン
ププレート５７又は外側中間クランププレート５９の対
応する切欠部６１又は６３を貫通してキャリアリング３
７又は４７のプラットホーム表面Ａ' に直接座着する。
第２表面Ｂは、クランププレート５７又は５９のＢ' で
示される部位に座着する。第３表面Ｃは、遷移ダクトの
フランジ２９，３１のＣ' で示される部位に座着する。
遷移ダクト組立体の構造を明瞭に示すために、図５に
は、２つの隣接する遷移ダクトセクションのうちの一方
は示されていない。
めに図５の遷移ダクトセクションに組みつけるためのク
ランプ部材３５が詳細に示されている。クランプ部材３
５は、ほぼサドルの形をなしており、その両端に円周方
向のブロック６５，６７を有している。各ブロック６
５，６７は、高さの異なる３つの表面Ａ，Ｂ，Ｃを有す
る。最も高い表面である第１表面Ａは、内側中間クラン
ププレート５７又は外側中間クランププレート５９の対
応する切欠部６１又は６３を貫通してキャリアリング３
７又は４７のプラットホーム表面Ａ' に直接座着する。
第２表面Ｂは、クランププレート５７又は５９のＢ' で
示される部位に座着する。第３表面Ｃは、遷移ダクトの
フランジ２９，３１のＣ' で示される部位に座着する。
遷移ダクト組立体の構造を明瞭に示すために、図５に
は、２つの隣接する遷移ダクトセクションのうちの一方
は示されていない。
【００１７】以上の説明から明らかなように、ガスダク
ト構造の各構成部品は、互いに位置ぎめされ、錠止され
る。クランププレート５７，５９の円周方向の位置（角
度位置）は、クランプ部材３５の表面Ａがクランププレ
ートの切欠部６１，６３に係合することによってクラン
プ部材３５の位置を決定する。そして、クランプ部材３
５は、それらの表面Ｃから立上った表面Ａ及びＢによっ
て画定される肩部（図６参照）に外側環状ダクト壁２７
のフランジ２９，３１が係合することによって遷移ダク
トの円周方向の位置を決定する。
ト構造の各構成部品は、互いに位置ぎめされ、錠止され
る。クランププレート５７，５９の円周方向の位置（角
度位置）は、クランプ部材３５の表面Ａがクランププレ
ートの切欠部６１，６３に係合することによってクラン
プ部材３５の位置を決定する。そして、クランプ部材３
５は、それらの表面Ｃから立上った表面Ａ及びＢによっ
て画定される肩部（図６参照）に外側環状ダクト壁２７
のフランジ２９，３１が係合することによって遷移ダク
トの円周方向の位置を決定する。
【００１８】ガスダクト構造の各構成部品、フランジ２
９，３１、クランププレート５７，５９、クランプ部材
３５及び内外キャリアリング３７，４７に穿設されたボ
ルト穴によって追加の位置ぎめ機構が提供される。ター
ビン軸の周りの各燃焼室５の円周方向の位置は始めから
決定されている動かせない要素であるから、各燃焼室５
の延長部と一体にされた外側環状ダクト壁２７のフラン
ジ２９，３１がクランプ部材３５の位置を、従ってクラ
ンププレート５７，５９及び内外キャリアリング３７，
４７の位置を決定する。
９，３１、クランププレート５７，５９、クランプ部材
３５及び内外キャリアリング３７，４７に穿設されたボ
ルト穴によって追加の位置ぎめ機構が提供される。ター
ビン軸の周りの各燃焼室５の円周方向の位置は始めから
決定されている動かせない要素であるから、各燃焼室５
の延長部と一体にされた外側環状ダクト壁２７のフラン
ジ２９，３１がクランプ部材３５の位置を、従ってクラ
ンププレート５７，５９及び内外キャリアリング３７，
４７の位置を決定する。
【００１９】次に、本発明のガスダクト構造の密封（シ
ール）の側面について説明する。環状ダクトを構成する
隣接セクション間の結合部を密封することが必要であ
り、環状ダクトと環状のタービンブレード構造体との間
の結合部も密封しなければならない。
ール）の側面について説明する。環状ダクトを構成する
隣接セクション間の結合部を密封することが必要であ
り、環状ダクトと環状のタービンブレード構造体との間
の結合部も密封しなければならない。
【００２０】図６を参照すると、環状ダクトを構成する
隣接セクション間の結合部を密封するためのシール手段
が示されている。このシール手段は、クランプ部材３５
の内側表面６９及び外側表面７１にそれぞれ形成された
溝内に装着された内側及び外側ブラシシールから成る。
内側ブラシシールは、剛毛支持体即ちブラシホルダー８
０と、内側剛毛パック即ち内側ブラシ７３とから成り、
同様に、外側ブラシシールは、剛毛支持体即ちブラシホ
ルダー８０と、外側剛毛パック即ち外側ブラシ７５とか
ら成る。内側ブラシ７３は、２つの隣接する内側環状ダ
クトセクション２５（図５参照）のそれぞれの端部に係
合する。外側ブラシ７５は、２つの隣接する外側環状ダ
クトセクション２７のそれぞれの端部に係合する。１つ
の環状ダクトセクションの同じ端部に係合する１対のブ
ラシが、そのダクトセクションの内側環状ダクト壁と外
側環状ダクト壁との間の空間を封止する。複数の隣接す
る内側ダクト壁セクションによって形成された内側環状
ダクトは、円周方向に途切れなく連続しているが、内側
環状ダクト壁と外側環状ダクト壁との間の空間は、隣接
セクション間の結合部から結合部まで延長している。ブ
ラシ７３，７５は、例えばワイヤブラシとすることがで
きる。
隣接セクション間の結合部を密封するためのシール手段
が示されている。このシール手段は、クランプ部材３５
の内側表面６９及び外側表面７１にそれぞれ形成された
溝内に装着された内側及び外側ブラシシールから成る。
内側ブラシシールは、剛毛支持体即ちブラシホルダー８
０と、内側剛毛パック即ち内側ブラシ７３とから成り、
同様に、外側ブラシシールは、剛毛支持体即ちブラシホ
ルダー８０と、外側剛毛パック即ち外側ブラシ７５とか
ら成る。内側ブラシ７３は、２つの隣接する内側環状ダ
クトセクション２５（図５参照）のそれぞれの端部に係
合する。外側ブラシ７５は、２つの隣接する外側環状ダ
クトセクション２７のそれぞれの端部に係合する。１つ
の環状ダクトセクションの同じ端部に係合する１対のブ
ラシが、そのダクトセクションの内側環状ダクト壁と外
側環状ダクト壁との間の空間を封止する。複数の隣接す
る内側ダクト壁セクションによって形成された内側環状
ダクトは、円周方向に途切れなく連続しているが、内側
環状ダクト壁と外側環状ダクト壁との間の空間は、隣接
セクション間の結合部から結合部まで延長している。ブ
ラシ７３，７５は、例えばワイヤブラシとすることがで
きる。
【００２１】内側環状ダクト壁の隣接する端部間の間隙
を通してガス漏れがあると、クランプ部材３５の壁が相
当に加熱されることになる。そのための防護が、ブラシ
ホルダー８０の側壁に形成された溝又はスロット７９に
着脱自在に装着された可撓性の熱防護金属ストリップ７
７によって与えられる。この熱防護ストリップ即ち熱シ
ールド７７は、波形であり、溝７９内に所定位置に保持
されるように弾性を有している。熱シールド７７は、セ
ラミック材のコーチングとすることもできる。
を通してガス漏れがあると、クランプ部材３５の壁が相
当に加熱されることになる。そのための防護が、ブラシ
ホルダー８０の側壁に形成された溝又はスロット７９に
着脱自在に装着された可撓性の熱防護金属ストリップ７
７によって与えられる。この熱防護ストリップ即ち熱シ
ールド７７は、波形であり、溝７９内に所定位置に保持
されるように弾性を有している。熱シールド７７は、セ
ラミック材のコーチングとすることもできる。
【００２２】環状ダクトの内側環状ダクト壁と外側環状
ダクト壁との間の空間を円周方向に連続したものとする
ことが必要とされる場合は、ガスがブラシシールをバイ
パスして流れるように、表面Ａを有するブロック６５，
６７を貫通する穴を穿設することができる。
ダクト壁との間の空間を円周方向に連続したものとする
ことが必要とされる場合は、ガスがブラシシールをバイ
パスして流れるように、表面Ａを有するブロック６５，
６７を貫通する穴を穿設することができる。
【００２３】連続した環状ダクトを形成するために複数
の遷移ダクトセクションを互いに密封状態に結合した
後、その環状ダクトをタービンブレード構造体（即ち、
タービン段１５（図１）への入口）に対して密封しなけ
ればならない。この目的のために、図４に示されるよう
に、内側キャリアリング３７の段部分４１とクランププ
レート５７との間に環状ブラシシール組立体４３を、そ
して、外側キャリアリング４７の段部分５３とクランプ
プレート５９との間に環状ブラシシール組立体５５を挟
着する。各環状ブラシシール組立体４３，５５は、環状
ダクトの内側環状ダクト壁２５の外周面に係合する上流
側ブラシ８１と、タービン段１５へのガス通路の入口を
構成しタービンブレード構造体の一部である環状ダクト
８５（図７参照）の外周面に係合する下流側ブラシ８３
を備えている。かくして、複数の遷移ダクトセクション
の組合わせによって形成された環状ダクトと、タービン
ブレード構造体との間からのガス漏れは、十分に防止さ
れる。
の遷移ダクトセクションを互いに密封状態に結合した
後、その環状ダクトをタービンブレード構造体（即ち、
タービン段１５（図１）への入口）に対して密封しなけ
ればならない。この目的のために、図４に示されるよう
に、内側キャリアリング３７の段部分４１とクランププ
レート５７との間に環状ブラシシール組立体４３を、そ
して、外側キャリアリング４７の段部分５３とクランプ
プレート５９との間に環状ブラシシール組立体５５を挟
着する。各環状ブラシシール組立体４３，５５は、環状
ダクトの内側環状ダクト壁２５の外周面に係合する上流
側ブラシ８１と、タービン段１５へのガス通路の入口を
構成しタービンブレード構造体の一部である環状ダクト
８５（図７参照）の外周面に係合する下流側ブラシ８３
を備えている。かくして、複数の遷移ダクトセクション
の組合わせによって形成された環状ダクトと、タービン
ブレード構造体との間からのガス漏れは、十分に防止さ
れる。
【００２４】叙上のように、本発明は、ガスタービンの
燃焼ガスダクトを効率的で比較的簡単な態様で取り付
け、錠止し、密封するための手段を提供する。
燃焼ガスダクトを効率的で比較的簡単な態様で取り付
け、錠止し、密封するための手段を提供する。
【００２５】以上、本発明を実施形態に関連して説明し
たが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形
状に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であ
り、いろいろな変更及び改変を加えることができること
を理解されたい。
たが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形
状に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であ
り、いろいろな変更及び改変を加えることができること
を理解されたい。
【図１】図１は、本発明を適用するのに適する代表的な
ガスタービンの断面図である。
ガスタービンの断面図である。
【図２】図２は、燃焼室の出口が環状ダクトと一体にさ
れている遷移ダクトセクションの透視図である。
れている遷移ダクトセクションの透視図である。
【図３】図３は、内側及び外側環状キャリアリングに嵌
着された遷移ダクトセクションの軸方向の透視図であ
る。
着された遷移ダクトセクションの軸方向の透視図であ
る。
【図４】図４は、図３の遷移ダクトセクションの内部を
覗きみた透視図である。
覗きみた透視図である。
【図５】図５は、遷移ダクトセクションと支持キャリア
リングとの関係を示す１つの遷移ダクトセクションの詳
細図であり、隣接する他方の遷移ダクトセクションと、
２つの隣接する遷移ダクトセクション間の結合部に跨が
るクランプ部材は除去されている。
リングとの関係を示す１つの遷移ダクトセクションの詳
細図であり、隣接する他方の遷移ダクトセクションと、
２つの隣接する遷移ダクトセクション間の結合部に跨が
るクランプ部材は除去されている。
【図６】図６は、上記クランプ部材の透視図である。
【図７】図７は、遷移ダクトセクションのキャリアリン
グに対する取り付け部を示す軸方向の平面でみた概略断
面図である。
グに対する取り付け部を示す軸方向の平面でみた概略断
面図である。
９：内側室壁 １１：外側スリーブ １５：コンプレッサタービン（タービン段） ２１：燃焼室の延長部分（出口部分） ２３：環状ダクトのセクション ２５：内側環状ダクト壁 ２７：外側環状ダクト壁 ２９：内側フランジ ３１：外側フランジ ３３：耳片 ３５：クランプ部材 ３７：内側キャリア部材（キャリアリング） ４３，５５：環状ブラシシール組立体 ４７：外側キャリア部材（キャリアリング） ５７，５９：クランププレート ６１，６３：切欠部又は開口 ７３：内側ブラシ ７５：外側ブラシ ７７：熱シールド（熱防護ストリップ） ７９：溝又はスロット ８０：ブラシホルダー ８１：上流側ブラシ ８３：下流側ブラシ ８５：環状ダクト（タービンブレード構造体の一部）
【手続補正書】
【提出日】平成８年６月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】このようなダクト構造体は周知であり、
そのようなガスダクト構造を用いたガスタービンの一例
が図１に示されている。簡単に説明すると、このガスタ
ービンは、一連のタービンコンプレッサ段（以下、単に
「コンプレッサ」とも称する）３と、コンプレッサ段３
へ通じる吸気口（空気取入口）１と、タービン軸の周り
に配置され、各々燃料噴射器７によって燃料を供給され
る４つの燃焼室５を備えている。コンプレッサ段３から
の圧縮空気は、燃焼室５に主としてその後端の燃料噴射
器７の周りから流入するが、冷却用空気が燃焼室５の側
壁を通して流入し冷却用空気も燃焼過程に参加する。燃
焼室５は、二重壁であり、燃焼過程によって生じた燃焼
ガスを収容する内側室壁９と、内側室壁９から僅かな間
隙を置いて設けられた外側スリーブ１１を有している。
外側スリーブ１１は、多数の小孔を有しており、それら
の孔を通して細い空気ジェットが衝撃冷却目的のために
内側室壁９に向けて吹付けられる。
そのようなガスダクト構造を用いたガスタービンの一例
が図１に示されている。簡単に説明すると、このガスタ
ービンは、一連のタービンコンプレッサ段（以下、単に
「コンプレッサ」とも称する）３と、コンプレッサ段３
へ通じる吸気口（空気取入口）１と、タービン軸の周り
に配置され、各々燃料噴射器７によって燃料を供給され
る４つの燃焼室５を備えている。コンプレッサ段３から
の圧縮空気は、燃焼室５に主としてその後端の燃料噴射
器７の周りから流入するが、冷却用空気が燃焼室５の側
壁を通して流入し冷却用空気も燃焼過程に参加する。燃
焼室５は、二重壁であり、燃焼過程によって生じた燃焼
ガスを収容する内側室壁９と、内側室壁９から僅かな間
隙を置いて設けられた外側スリーブ１１を有している。
外側スリーブ１１は、多数の小孔を有しており、それら
の孔を通して細い空気ジェットが衝撃冷却目的のために
内側室壁９に向けて吹付けられる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、添付図を参照して本発明
のガスダクト構造の一実施形態を例として説明する。添
付図に示された本発明が対象とするタービンには、４つ
の燃焼室５と、それらに接続された４つの遷移ダクトセ
クションが設けられている。各遷移ダクトセクション
は、特に図２に示されるように、燃焼室５の出口部分２
１と、タービンブレード構造体へ燃焼ガス（以下、単に
「ガス」とも称する）を供給する環状ダクトの１セクシ
ョン２３とで構成される。
のガスダクト構造の一実施形態を例として説明する。添
付図に示された本発明が対象とするタービンには、４つ
の燃焼室５と、それらに接続された４つの遷移ダクトセ
クションが設けられている。各遷移ダクトセクション
は、特に図２に示されるように、燃焼室５の出口部分２
１と、タービンブレード構造体へ燃焼ガス（以下、単に
「ガス」とも称する）を供給する環状ダクトの１セクシ
ョン２３とで構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】遷移ダクトセクション（単に「遷移ダク
ト」とも称する）は、図２には燃焼室５の内側室壁９だ
けしか示されていないが、燃焼室５自体から延長した二
重壁であり、遷移ダクトを構成する燃焼室のこの延長部
分即ち出口部分２１の内側室壁９は、環状ダクトの内側
環状ダクト壁（「内側環状ダクト」とも称する）２５と
一体にされ、遷移ダクトを構成する燃焼室５の延長部分
２１の外側スリーブ１１は、図５に示されるように環状
ダクトの外側環状ダクト壁（「外側環状ダクト」とも称
する）２７と一体にされている。外側環状ダクト壁２７
（即ちスリーブ１１の延長部分）は、内側フランジ２９
と外側フランジ３１（図４、５及び７参照）を有してお
り、それらのフランジを介して遷移ダクトが後述する支
持キャリアリングにボルト止めされる。遷移ダクトの内
側室壁９は、図７に示されるように外側スリーブ１１の
フランジに係合する耳片３３（図２及び７参照）によっ
て支持される。（図４及び７において、「ＮＧＶ」は、
タービンの入口に配置されており、動作ガスをタービン
の回転子ブレードへ案内するように傾斜されたノズル案
内ブレード（静翼）の略語である。
ト」とも称する）は、図２には燃焼室５の内側室壁９だ
けしか示されていないが、燃焼室５自体から延長した二
重壁であり、遷移ダクトを構成する燃焼室のこの延長部
分即ち出口部分２１の内側室壁９は、環状ダクトの内側
環状ダクト壁（「内側環状ダクト」とも称する）２５と
一体にされ、遷移ダクトを構成する燃焼室５の延長部分
２１の外側スリーブ１１は、図５に示されるように環状
ダクトの外側環状ダクト壁（「外側環状ダクト」とも称
する）２７と一体にされている。外側環状ダクト壁２７
（即ちスリーブ１１の延長部分）は、内側フランジ２９
と外側フランジ３１（図４、５及び７参照）を有してお
り、それらのフランジを介して遷移ダクトが後述する支
持キャリアリングにボルト止めされる。遷移ダクトの内
側室壁９は、図７に示されるように外側スリーブ１１の
フランジに係合する耳片３３（図２及び７参照）によっ
て支持される。（図４及び７において、「ＮＧＶ」は、
タービンの入口に配置されており、動作ガスをタービン
の回転子ブレードへ案内するように傾斜されたノズル案
内ブレード（静翼）の略語である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニコラス ジョン ケムスレイ イギリス ノッティンガム エヌジー８ ２エイゼット，ウーラタン，マーティンス フィールド クロウフォード クロウス 12 (72)発明者 ピーター ウィリアム ヒル イギリス エルイー２ ５ユービー，レス ターシア，オウドビィ，ヴァン ダイク ロード 14
Claims (17)
- 【請求項１】 燃焼ガスを複数の燃焼室から環状のター
ビンブレード構造体（８５）に対面する環状ダクトへそ
の円周の周りの複数の部位で供給するためのガスタービ
ン用ガスダクト構造であって、 各燃焼室は、前記環状ダクトの一部分と一体にされた該
燃焼室の一部分から成る遷移ダクトセクションを有し、
それらの燃焼室の遷移ダクトセクションは、クランプ部
材（３５）によって互いに位置ぎめされて相互に結合さ
れ、かつ、環状のキャリア手段に固定されており、該遷
移ダクトセクション間の相互結合部からの作動ガスの漏
れを防止するために該各クランプ部材にシール（７３，
７５）が担持されていることを特徴とするガスダクト構
造。 - 【請求項２】 前記各燃焼室は、燃焼ガスを収容する内
側室壁（９）と、衝撃冷却目的のための多数の小孔を有
する外側スリーブ（１１）で構成されており、前記環状
ダクトは、内側環状ダクト壁（２５）と外側環状ダクト
壁（２７）とで構成されており、前記各遷移ダクトセク
ションは、前記内側環状ダクト壁の１セクションと一体
にされた前記内側室壁の１セクションと、前記外側環状
ダクト壁の１セクションと一体にされた前記外側スリー
ブの１セクションとで構成されており、前記各クランプ
部材（３５）に、該各クランプ部材を前記環状ダクトの
隣接するセクションの内側環状ダクト壁（２５）に対し
て密封するシール（７３）と、該各クランプ部材を該環
状ダクトの隣接するセクションの外側環状ダクト壁（２
７）に対して密封するシール（７５）が担持さているこ
とを特徴とする請求項１に記載のガスダクト構造。 - 【請求項３】 前記クランプ部材を前記内側環状ダクト
壁（２５）及び外側環状ダクト壁（２７）に対して密封
する前記シール（７３，７５）は、各クランプ部材の部
位において該外側環状ダクト壁（２７）を内側環状ダク
ト壁（２５）に対して密封する働きをするように構成さ
れていることを特徴とする請求項２に記載のガスダクト
構造。 - 【請求項４】 前記環状のキャリア手段は、前記環状ダ
クトの開口と合致する環状の間隙を間に画定する内側キ
ャリア部材（３７）と外側キャリア部材（４７）とで構
成されており、該内側キャリア部材（３７）に、該環状
ダクトと前記環状のタービンブレード構造体（８５）と
の間の内側結合部を密封するための環状のシール手段
（４３）が担持され、外側キャリア部材（４７）に、該
環状ダクトと環状のタービンブレード構造体（８５）と
の間の外側結合部を密封する環状のシール手段（８１，
８３，５５）が担持されていることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１つに記載のガスダクト構造。 - 【請求項５】 前記環状ダクトを位置ぎめする内側環状
プレート部材（５７）と外側環状プレート部材（５９）
が、それぞれ対応する前記キャリア部材に取り付けられ
ており、該環状プレート部材（５７，５９）は、前記ク
ランプ部材の固定手段と共通の固定手段によって該キャ
リア部材に固定されていることを特徴とする請求項４に
記載のガスダクト構造。 - 【請求項６】 前記シール手段は、前記キャリア部材
（３７，４７）とそれぞれ対応する前記環状プレート部
材（５７，５９）との間に締着されていることを特徴と
する請求項５に記載のガスダクト構造。 - 【請求項７】 前記各環状シール手段は、ブラシホルダ
ー（４３，５５）と、上流側と下流側に互いに離隔して
配置され、該ブラシホルダーに取り付けられた２つのブ
ラシ（８１，８３）とから成り、該下流側のブラシ（８
３）は、前記環状のタービンブレード構造体（８５）に
係合して密封を設定し、該上流側のブラシ（８１）は、
前記内側環状ダクト壁（２５）に係合して密封を設定す
るようになされていることを特徴とする請求項２に従属
した請求項４、５及び６のいずれか１つに記載のガスダ
クト構造。 - 【請求項８】 前記外側環状ダクト壁（２７）は、前記
クランプ部材の固定手段と共通の固定手段によって前記
内側及び外側キャリア部材（３７，４７）にそれぞれ固
定された内側及び外側フランジ（２９，３１）を有して
いることを特徴とする請求項２に従属した請求項５、６
及び７のいずれか１つに記載のガスダクト構造。 - 【請求項９】 前記内側室壁（９）に複数の耳部材（３
３）が付設されており、それらの耳部材は、前記外側環
状ダクト壁（２７）の前記内側フランジ（２９）と前記
内側環状プレート部材（５７）との間、及び前記外側フ
ランジ（３１）と前記外側環状プレート部材（５９）と
の間に捕捉されていることを特徴とする請求項８に記載
のガスダクト構造。 - 【請求項１０】 前記耳部材（３３）は、前記内側室壁
の前記環状ダクトの平面に対して平行な方向への膨脹を
許すような態様で捕捉されていることを特徴とする請求
項９に記載のガスダクト構造。 - 【請求項１１】 前記内側環状プレート部材（５７）と
外側環状プレート部材（５９）は、それらの互いに対面
する縁に沿って、前記耳部材（３３）を位置ぎめするた
めの衝接表面を提供するフランジを有していることを特
徴とする請求項９又は１０に記載のガスダクト構造。 - 【請求項１２】 前記各クランプ部材は、サドルの形と
されており、該サドルの両端は、対応する前記環状プレ
ート部材（５７又は５９）によって位置ぎめされるよう
に該環状プレート部材に形成された開口（６１又は６
３）を貫通して対応する前記キャリア部材（３７又は４
７）に座着する第１表面（Ａ）と、対応する前記環状プ
レート部材（５７又は５９）に座着するようになされて
おり、前記外側環状ダクト壁（２７）の前記互いに隣接
するフランジ（２９，３１）を円周方向に位置ぎめする
ための衝接縁を備えた第２表面（Ｂ）と、該外側環状ダ
クト壁（２７）の該互いに隣接するフランジ（２９，３
１）に座着する２つの第３表面（Ｃ）を有していること
を特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載のガ
スダクト構造。 - 【請求項１３】 前記シールは、ワイヤブラシシールで
あることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに
記載のガスダクト構造。 - 【請求項１４】 前記各環状シール手段は、ワイヤブラ
シシールであることを特徴とする請求項４〜１２のいず
れか１つに記載のガスダクト構造。 - 【請求項１５】 前記各クランプ部材は、前記内側環状
ダクト壁の隣接するセクション間の間隙に対面する熱シ
ールド（７７）を有していることを特徴とする請求項８
〜１４のいずれか１つに記載のガスダクト構造。 - 【請求項１６】 前記熱シールドは、２つのスロット
（７９）内に着脱自在に保持された金属ストリップであ
ることを特徴とする請求項１５に記載のガスダクト構
造。 - 【請求項１７】 前記熱シールドは、セラミック材のコ
ーチングであることを特徴とする請求項１５に記載のガ
スダクト構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9510069.9 | 1995-05-18 | ||
| GB9510069A GB2300909B (en) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | A gas turbine gas duct arrangement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312376A true JPH08312376A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3850917B2 JP3850917B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=10774662
Family Applications (1)
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